Slijtage aan de boor.

CNC-bewerking is een veelgebruikt productieproces waarbij geautomatiseerde CNC-machines worden gebruikt om nauwkeurige en complexe onderdelen te maken. Ondanks de precisie is CNC-bewerking vaak vatbaar voor verschillende defecten, en een van de belangrijkste oorzaken is gereedschapsslijtage.

De impact van gereedschapsslijtage op CNC-bewerkingsfouten is een belangrijk probleem in de productie, omdat het de efficiëntie, nauwkeurigheid en winstgevendheid van de productie beïnvloedt. Dit artikel gaat dieper in op de defecten veroorzaakt door gereedschapsslijtage, inclusief hoe dit veroorzaakt wordt, hoe de slijtage kan worden geïdentificeerd en nog veel meer.

Wat wordt bedoeld met bewerkingsfouten?

Bewerkingsfouten verwijzen naar eventuele afwijkingen van het beoogde ontwerp tijdens het CNC-bewerkingsproces. Het betekent dat bewerkingsfouten onvolkomenheden in het bewerkingsproces zijn die ongewenst zijn en die de verschillende aspecten van het bewerken van onderdelen of producten beïnvloeden. Gereedschapsslijtage verhoogt de snijkracht, trillingen en temperatuur bij vingerfrezen en vermindert de oppervlakteafwerking van het bewerkte werkstuk (S, 2010).

De volgende zijn enkele veelvoorkomende gebreken die kunnen optreden tijdens CNC-bewerkingen.

• Gereedschapssporen op het oppervlak

Gereedschapssporen op het oppervlak

Gereedschapssporen zijn de meest voorkomende bewerkingsdefecten die optreden wanneer het snijgereedschap sporen achterlaat op het oppervlak van het bewerkte onderdeel. Dit kan worden veroorzaakt door onjuiste gereedschapskeuze, versleten of beschadigd snijgereedschap of onjuiste snijparameters.

• Scheuren of materiële vervormingen

Scheuren kunnen optreden als gevolg van overmatige snijkrachten, onjuiste gereedschapskeuze of defecten aan het werkstukmateriaal. Dit kan het gevolg zijn van ongeschikte snijomstandigheden, materiaalvariaties van het werkstuk of warmteontwikkeling tijdens het bewerkingsproces.

• Hoge ruwheid

Oppervlakteruwheid is een ander mogelijk bewerkingsdefect en verwijst naar de onregelmatigheid of oneffenheid van de oppervlaktetextuur van een bewerkt onderdeel. Het treedt op als gevolg van onjuiste snijomstandigheden, gereedschapsslijtage of doorbuiging.

Wat wordt bedoeld met gereedschapsslijtage?

Gereedschap is essentieel bij elke CNC-bewerking om het materiaal te snijden en vorm te geven. Veelvoorkomende soorten gereedschap die bij CNC-bewerkingen worden gebruikt, zijn onder meer vingerfrezen, boren en draaibankgereedschap. Deze zijn meestal gemonteerd op een spil, die met hoge snelheden draait en langs een geprogrammeerd pad wordt geleid om een ​​gewenste vorm of vorm te produceren.

Gereedschapsslijtage bij CNC-bewerkingen is de geleidelijke degradatie van materiaal vanaf de snijkant van het gereedschap tijdens het bewerkingsproces. Het is een veel voorkomend verschijnsel vanwege verschillende factoren, zoals herhaald contact met het werkstuk, wrijving en warmte gegenereerd door het snijproces.

Naarmate de snijkant bot of beschadigd raakt, neemt de kwaliteit van de bewerkte onderdelen af ​​en moet het gereedschap worden vervangen of opnieuw worden geslepen. In sommige gevallen kan overmatige gereedschapsslijtage voortijdige gereedschapsstoringen veroorzaken, wat leidt tot langere productietijden, hogere productiekosten en de noodzaak van frequente gereedschapswisselingen.

Daarom is het belangrijk om gereedschapsslijtage bij CNC-bewerkingen te bewaken en te beheersen om mogelijke bewerkingsfouten te minimaliseren of te elimineren.

Hoe veroorzaakt gereedschapsslijtage bewerkingsfouten in CNC?

Slijtage van gereedschap verlaagt de scherpte van de snijkant, verandert de geometrie van het gereedschap en vereist meer snijkracht om elke CNC-bewerking uit te voeren.

1. Slijtage van het gereedschap verlaagt de snijkantscherpte

Slijtage van gereedschap verlaagt de scherpte van de snijkant. Naarmate de snijkant van het gereedschap bot of beschadigd raakt, neemt het vermogen om effectief materiaal van het werkstuk te verwijderen af. Als gevolg hiervan vermindert het de kwaliteit van de oppervlakteafwerking, wat merkbaar is als ruwheid, krassen of andere onvolkomenheden op het oppervlak van bewerkte onderdelen.

Bovendien, als de snijkant bot wordt, ontstaat er meer warmte, wat extra schade aan het gereedschap en het werkstuk veroorzaakt, wat leidt tot een verhoogd risico op gereedschapsbreuk en andere bewerkingsfouten.

Naarmate de gereedschapsslijtage in de loop van de tijd continu toeneemt, wordt het zo bot dat het gereedschap niet langer effectief materiaal kan verwijderen. Bovendien kan een vlakke snijkant ervoor zorgen dat het gereedschap tegen het werkstuk wrijft in plaats van het te snijden, wat leidt tot meer wrijving, hitte en slijtage van zowel het gereedschap als het werkstuk. Dit kan de kwaliteit van de bewerkte onderdelen verder verminderen en het risico op gereedschapsbreuk vergroten.

2. Slijtage van gereedschap verhoogt de snijkrachten

Wanneer de snijkant van het CNC-gereedschap bot of beschadigd wordt, nemen de krachten die nodig zijn om materiaal van het werkstuk te verwijderen toe. De hoge snijsnelheden tijdens het draaien zullen bijvoorbeeld resulteren in een snellere gereedschapsslijtage in vergelijking met hogere voedingen (Bhushan, 2022).

Laten we nu enkele CNC-bewerkingsdefecten bespreken die kunnen worden veroorzaakt door een toename van de snijkrachten.

3. Gereedschapsslijtage heeft invloed op de gereedschapsgeometrie

Naarmate de bewerkingsgereedschappen na verloop van tijd slijten, kunnen ze de oorspronkelijke vorm en geometrie veranderen, wat leidt tot afwijkingen van de gewenste vorm of vorm van de bewerkte onderdelen. Dit kan resulteren in veel bewerkingsfouten;

• Veranderende gereedschapsgeometrie kan leiden tot afwijkingen van de gespecificeerde afmetingen van de bewerkte onderdelen, resulterend in maatfouten en een lagere kwaliteit.
• Veranderingen in de gereedschapsgeometrie kunnen ook van invloed zijn op de kwaliteit van de oppervlakteafwerking van bewerkte items, wat kan leiden tot ruwheid, krassen of andere onvolkomenheden.

4. Slijtage van gereedschap verlaagt het snijvermogen.

Verminderde snijprestaties zijn het gevolg van gereedschapsslijtage bij CNC-bewerkingen. Naarmate het gereedschap ouder wordt en slijt, verliest het zijn optimale capaciteit om het materiaal van het werkstuk te verwijderen. Als gevolg hiervan veroorzaakt het verhoogde gereedschapsslijtage, hoge cyclustijd, slechte productiekwaliteit en verminderde snijsnelheid.

De veelvoorkomende effecten van lage snijprestaties van gereedschappen in CNC-bewerking omvatten;

• De snijsnelheid kan afnemen als gevolg van slechte snijprestaties, toenemende productietijden en verminderde productie-efficiëntie.
• Het duurt langer om elk item te maken, wat resulteert in langere cycli en minder productieve productie.
• Verminderde snijprestaties kunnen leiden tot meer gereedschapsslijtage, frequente gereedschapsvervangingen en een kortere standtijd.
• Problemen met snijprestaties kunnen leiden tot verminderde productkwaliteit, meer productiefouten en minder efficiënte productie.

Hoe de gereedschapsslijtage bij CNC-bewerkingen te minimaliseren?

Zoals eerder besproken, weten we dat gereedschapsslijtage de belangrijkste oorzaak is van veel CNC-bewerkingsdefecten. Het voorkomen of minimaliseren van slijtage is dus belangrijk voor een kwalitatief resultaat.

Hieronder volgen enkele manieren om gereedschapsslijtage bij CNC-bewerkingen te minimaliseren;

Kies het juiste gereedschap: Het kiezen van het juiste gereedschap volgens de taakspecificaties is van cruciaal belang om gereedschapsslijtage te verminderen. Het type gereedschap, de geometrie en het materiaal hebben allemaal een directe invloed op de levensduur en slijtvastheid. Houd daarom rekening met het materiaaltype van het werkstuk, de gewenste snijparameters en de oppervlakteafwerking.

Optimaliseer de snijparameters: Onjuiste snijparameters zoals snijsnelheid, spiltoerental en snijdiepte zorgen er ook voor dat de gereedschappen slijten, wat leidt tot verschillende bewerkingsfouten. Als gevolg hiervan moeten de snijparameters optimaal worden vastgelegd op basis van een bepaald bewerkingsproject.

De coating aanbrengen: Het coaten van titaniumnitride, chroomnitride of andere harde stoffen verbetert de duurzaamheid van het gereedschap en minimaliseert slijtage. Deze coatings kunnen wrijving verminderen, de hardheid verhogen en de slijtvastheid verbeteren.

Gebruik geschikte koelmiddelen: Warmteophoping is een van de belangrijkste oorzaken van gereedschapsslijtage. Correct gebruik van koelmiddel en regelmatig onderhoud van het koelmiddelsysteem kan helpen wrijving en warmteophoping te verminderen, waardoor slijtage aan het gereedschap wordt verminderd. Koelvloeistof kan ook helpen bij het verwijderen van spaanders en vuil uit het snijgebied.

Gereedschap onderhoud: Regelmatig onderhoud van gereedschappen, zoals schoonmaken en slijpen, draagt ​​bij aan een langere levensduur en minimaliseert gereedschapsslijtage. Het is ook cruciaal om de gereedschappen op de juiste manier te hanteren en op te slaan.

Hoe de gereedschapsslijtage bij CNC-bewerkingen te identificeren?

Ongelijke oppervlaktestructuur

Problemen met CNC-bewerkingen kunnen alleen worden tegengegaan als u ze opmerkt. Evenzo is het essentieel om de gereedschapsslijtage te identificeren om het risico op mogelijke bewerkingsfouten te elimineren.

Hier zijn enkele manieren om gereedschapsslijtage bij CNC-bewerkingen te identificeren;

• Visuele inspectie is een van de beste technieken om gereedschapsslijtage te garanderen. U kunt inspecteren op tekenen van slijtage, zoals botte snijkanten, schilfers of barsten.
• Analyse van de kwaliteit van de oppervlakteafwerking van bewerkte onderdelen vertoont ook tekenen van slijtage, zoals gereedschapssporen, onverwachte ruwheidsniveaus en ongelijkmatige textuur.
• trilling is een andere manier om gereedschapsslijtage te identificeren. Er is kans op gereedschapsslijtage als er trillingen zijn in onderdelen van de CNC-machine, het snijgereedschap en het gereedschap zelf.

Opsommen

De kwaliteit van bewerkte producten en de mate van bewerkingsfouten worden beide aanzienlijk beïnvloed door gereedschapsslijtage. De redenen voor slijtage omvatten, maar zijn niet beperkt tot leeftijd van het gereedschap, snijomstandigheden, gereedschapskeuze en snijparameters.

Een proactieve aanpak voor het beheersen van gereedschapslijtage, zoals het selecteren van de juiste snijgereedschappen, het gebruik van de juiste snijparameters en het monitoren van de snijkrachten, is de beste manier om mogelijke bewerkingsfouten te voorkomen.

Bij Prolean geven we topprioriteit aan het monitoren van gereedschapsslijtage en eventuele defecten. Onze ervaren ingenieurs en operators werken nauw samen met het kwaliteitscontroleteam om het risico op mogelijke bewerkingsfouten in het CNC-bewerkingsproject te elimineren.

FAQ's

Wat zijn de meest voorkomende bewerkingsfouten?

Slijtage van gereedschap kan van invloed zijn op de kwaliteit van de oppervlakteafwerking, de maatconsistentie en de algehele kwaliteit van onderdelen. Het is de belangrijkste oorzaak van ruwheid, scheuren, gereedschapssporen, maatfouten en gereedschapsbreuk.

Hoe beïnvloedt gereedschapsslijtage de CNC-bewerkingsfouten?

Slijtage van gereedschap vermindert de scherpte van de snijkant, verhoogt de snijkrachten en verandert de geometrie van het gereedschap. Dientengevolge verhoogde wrijving, hitte en het risico op gereedschapsbreuk.

Wat zijn de uiteindelijke gevolgen van overmatige gereedschapsslijtage bij CNC-bewerkingen?

Overmatige gereedschapsslijtage bij CNC-bewerkingen kan voortijdige uitval, langere productietijden, hoge productiekosten en frequente gereedschapswisselingen veroorzaken.

Referenties

1. S, SP (2010). Voorspelling van gereedschapsslijtage op basis van bewerkingsparameters door responsoppervlakmethodologie bij vingerfrezen. Internationaal tijdschrift voor technische wetenschap en technologie.
2. (2022). Effect van gereedschapsslijtage op oppervlakteruwheid bij het bewerken van AA7075/ 10 gew. % SiC-composiet. Composieten Deel C: Open Access, 8, 100254. https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2022.100254